KR101655438B1

KR101655438B1 - 천정형 팬코일 유닛

Info

Publication number: KR101655438B1
Application number: KR1020150100460A
Authority: KR
Inventors: 유인수; 나선덕
Original assignee: (주)구츠
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2016-09-08

Abstract

본 발명은 천정에 설치된 상태로 냉난방을 위한 냉풍이나 온풍을 방사형으로 배출하면서 온풍이나 냉풍의 유속 및 송풍거리를 증가시킴으로써 대형 공간의 냉난방에 적합한 천정형 팬코일 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 천정형 팬코일 유닛에 따르면, 국소 송풍부재를 구성하는 벤투리노즐이 온풍이나 냉풍을 토출하면서 유로의 단면적을 축소시킴에 따라 온풍이나 냉풍의 유속이 증가하면서 송풍거리가 확장되므로 공장이나 강당 또는 체육관과 같이 대형공간의 냉난방에 적합하며, 더욱이 벤추리노즐의 송풍방향이 제어되므로 온풍이나 냉풍을 설정된 위치로 정확하게 송풍할 수 있다.

Description

천정형 팬코일 유닛{CEILING TYPE FAN COIL UNIT}

본 발명은 팬코일 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천정에 설치된 상태로 냉난방을 위한 냉풍이나 온풍을 방사형으로 배출하면서 온풍이나 냉풍의 유속 및 송풍거리를 증가시킴으로써 대형 공간의 냉난방에 적합한 천정형 팬코일 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 팬코일 유닛은 중앙냉/난방 설비의 하나로써, 냉동기(chiller) 또는 보일러(boiler)로부터 냉수나 온수를 공급받아 열교환기(heat exchanger)를 통과시키면서 주변의 공기를 냉각 또는 가열한 뒤, 이 공기를 송풍기(blower)에 의해 실내로 토출함으로써 냉방 또는 난방을 수행하는 공기조절장치이다.

이러한 팬코일 유닛은 설치형태에 따라 상치형이나 스탠드형, 타워형 또는 천정형으로 제작되어 온풍이나 냉풍을 배출한다.

상기와 같은 선행기술 중에서 천정형 팬코일 유닛으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1147406호에 제안된 팬코일 유닛이 있다.

선행기술은 케이스의 중앙에 형성된 흡입부로 공기를 흡입하여 내부의 열교환기를 통해 가열하거나 냉각한 후, 케이스의 둘레를 따라 형성된 토출부로 온풍이나 냉풍을 배출하는 구성이다.

그런데, 상기와 같은 선행기술의 팬코일 유닛은 토출부로 배출되는 온풍이나 냉풍의 송풍범위가 제한적이므로 가정이나 사무실과 같이 비교적 제한된 공간을 갖는 장소의 냉난방에 적합할 뿐, 대형공간의 냉난방에는 부적합한 한계가 있다.

즉, 공장이나 대형 전시장 또는 강당과 같이 대형공간을 냉난방시키기 위해서는 온풍이나 냉풍의 송풍거리가 길어야 하는데, 선행기술은 송풍기의 송풍압력을 통해서만 온풍이나 냉풍을 송풍하므로 송풍거리를 확장시킬 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1147406호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 냉난방을 위한 냉풍이나 온풍을 배출하면서 유로의 단면적을 협소하게 축소시켜 유속을 증가시킴으로써 온풍이나 냉풍의 송풍거리를 확장시킬 수 있는 천정형 팬코일 유닛을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 천정형 팬코일 유닛은, 냉동기 또는 보일러에서 입수관을 통해 공급되어 출수관을 통해 복귀하는 열매체의 열기 또는 냉기를 통해 열교환하면서 온풍이나 냉풍을 제공하는 팬코일 유닛으로서, 천정에 설치된 상태로 공기가 유입되는 유입구가 중앙에 형성되고, 상기 유입구의 둘레를 따라 공기가 실내로 배출되는 배출구를 가지는 하우징; 상기 하우징에 내장된 상태로 상기 입수관 및 상기 출수관에 연결되어 열매체를 순환시키면서 상기 유입구로 유입된 공기를 상기 열매체와 열교환시켜 상기 배출구에 제공하는 열교환기; 상기 하우징에 내장되어 전원에 의해 작동하면서 상기 유입구로 공기를 흡입하여 상기 배출구로 공급하는 블로워; 상기 배출구에 유동가능하게 설치되어 온풍이나 냉풍을 토출하면서 송풍방향을 설정하고, 온풍이나 냉풍이 토출되는 유로의 단면적을 축소시키면서 유속을 증가시키는 벤투리노즐; 상기 벤투리노즐을 상기 하우징에 회전가능하게 결합시키는 힌지축; 상기 하우징에 내장된 상태로 상기 벤투리노즐의 일단부에 밀착되고, 전원에 의해 길이가 신장되어 상기 벤투리노즐의 일단부를 가압하면서 상기 힌지축을 중심으로 상기 벤투리노즐을 회전시키며, 전원에 의해 길이가 수축하여 가압을 해제하면서 상기 벤투리노즐의 반대방향 회전을 허용하는 가압기; 및 상기 가압기의 타측에서 상기 하우징에 설치되어 상기 벤투리노즐의 타단부에 밀착되면서 탄성력을 제공하는 탄성체;를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 천정형 팬코일 유닛에 따르면, 국소 송풍부재를 구성하는 벤투리노즐이 온풍이나 냉풍을 토출하면서 유로의 단면적을 축소시킴에 따라 온풍이나 냉풍의 유속이 증가하면서 송풍거리가 확장되므로 공장이나 강당 또는 체육관과 같이 대형공간의 냉난방에 적합하며, 더욱이 벤추리노즐의 송풍방향이 제어되므로 온풍이나 냉풍을 설정된 위치로 정확하게 송풍할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 천정형 팬코일 유닛을 나타내는 저면사시도.
도 2는 본 발명에 따른 천정형 팬코일 유닛을 나타내는 종단면도.
도 3은 본 발명의 열교환기를 나타내는 구성도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 천정형 팬코일 유닛은 공기를 절정된 온도로 가열하거나 냉각하여 실내에 배출하는 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(100), 열교환기(200), 블로워(300) 및 국소 송풍부재(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(100)은 팬코일 유닛의 외형을 이루는 부재로써, 도 2에 도시된 바와 같이 함체형으로 형성되어 천정에 설치되며, 공기가 유입되는 유입구(110)가 중앙에 형성되면서 유입된 공기가 이동하는 소통공간이 내부에 형성되고, 열교환된 공기를 실내로 배출하는 배출구(120)가 외곽의 둘레를 따라 방사형태로 설치된다.

유입구(110)는 도시된 바와 같이 하우징(100)의 중앙에 형성되어 후술되는 블로워(300)의 작동에 따라 실내공기를 하우징(100)으로 유입시킨다.

이러한 유입구(110)는 미도시된 필터부재가 구비되어 유입공기에 포함된 이물질이 필터링되면서 유입될 수 있다.

열교환기(200)는 후술되는 블로워(300)에 의해 유입구(110)로 유입된 공기를 냉각하거나 가열하여 배출구(120)로 배출시키는 구성요소이다.

이러한 열교환기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 입수관(210) 및 출수관(220)을 통해 미도시된 보일러나 냉동기에 연결되며, 입수관(210)을 통해 공급되는 열매체의 열기나 냉기를 열교환시켜서 유입구(110)로 유입된 공기를 냉각 또는 가열한다.

예컨대, 열교환기(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 입수관(210)에서 공급되는 열매체를 지그재그형태로 관류시키는 코일관(250)과, 코일관(250)에 관통상태로 고정되면서 적층상태를 이루는 방열핀(260)으로 구성되어 방열핀(260)들의 사이로 공기를 이동시키면서 열매체의 열기 또는 냉기를 공기와 열교환시킬 수 있다.

한편, 전술한 열교환기(200)는 특히 냉방시에 냉매의 냉기를 통해 공기를 냉각시킴에 따라 표면에 발생하는 응결수의 습도로 인하여 곰팡이균이 쉽게 서식하게 된다.

이에 따라, 본 발명의 열교환기(200)는 항균성을 유지하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 광촉매제(270) 및 살균램프(280)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

광촉매제(270)는 전술한 광촉매제와 동일하게 빛에 의해 촉매반응을 일으키면서 공기에 포함된 오염물질이나 세균을 분해하는 구성요소로서, 도 3에 도시된 바와 같이 코일관(250)의 표면이나 방열핀(260)의 표면에 코팅되어 후술되는 살균램프(280)의 빛에 의해 촉매반응을 일으킨다.

여기서, 광촉매제의 종류는 한정하지 않으며, 예컨대 이산화타이타늄(TiO₂) 광촉매와 같이 본 발명이 속하는 분야에 알려진 임의의 구성이 채택될 수 있다.

이산화타이타늄(TiO₂)은 알려진 바와 같이 이산화 티타늄 또는 이산화티탄이라고도 불리는 것으로 내산성, 내알칼리성 등이 좋으며 인체에 무해하고 각종 오염물질을 무해한 물질로 변화시켜 주는 친환경적 소재이다. 이러한 이산화타이타늄은 친수성을 갖는 특성이 있다.

구체적으로, 이산화타이타늄 광촉매는 n형 반도체로서 자외선(400nm)을 받으면 전자(Electron), 전공대(Electron Hole)가 형성되어 강한 산화력을 가진 하이드록시 라티칼(-OH)과 슈퍼 옥사이드을 생성한다. 이 하이드록시 라디칼과 슈퍼옥사이드가 유기 화합물을 산화 분해시켜 물과 탄산가스로 변화시킨다.

이런 원리로 공기 중의 오염물질을 산화, 분해시켜 무해한 물과 탄산가스로 변화시키고 수중의 오염 물질인 유기화합물을 분해시켜 물과 탄산가스로 변화시키게 된다. 또한 세균도 유기 화합물이므로 광촉매의 강한 산화작용에 의해 산화분해 되어 살균된다.

또한, 이산화타이타늄은 빛이 조사되면 구성하고 있는 산소 2개 중 하나와 공기 중의 H₂O가 반응하면서 친수성을 갖는 물질이 생성되어 표면에 오염물질의 부착을 방지하는 내 오염성을 갖게 되며, 이에 따라 기부착된 오염물질이 물에 의해 쉽게 세척되게 하는 자정성(SELF-CLEANING)을 갖는다.

살균램프(280)는 도 3에 도시된 바와 같이 코일관(250)이나 방열핀(260)에 인접상태로 설치되어 전원에 의해 자외선과 같은 빛을 발광하면서 광촉매제(270)의 촉매반응을 유도하여 곰팡이균이나 세균을 살균한다.

자외선은 알려진 바와 같이 살균력을 가지고 있으며, 특히 250nm 부근의 파장을 가진 것은 큰 살균력을 가지고 있어서 1cm2 당 100μW의 강도를 가진 자외선을 1분간 쪼이면 대장균, 디프테리아균, 이질균 등은 99%가 살균된다.

이에 따라, 본 발명의 열교환기(200)는 곰팡이균의 발생 및 서식이나 기타 세균의 서식이 방지되므로 더욱 위생적이다.

블로워(300)는 하우징(100)에 내장된 상태로 유입구(110)로 공기가 유입되기 위한 진공압을 제공하고, 열교환기(200)와 열교환된 공기를 배출구(120)로 배출시키는 부재로써, 도 2에 도시된 바와 같이 열교환기(200)와 인접상태를 이루면서 하우징(100)의 내부에 설치되어 컨트롤러의 제어에 의해 작동하며, 유입구(110)로 공기를 유입시켜 배출구(120)로 배출시킨다.

이러한 블로워(300)의 세부구성은 한정하지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에 알려진 임의 구성이 적용될 수 있음에 따라 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

벤투리노즐(410)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 배출구(120)에 유동가능한 상태로 설치되어 온풍이나 냉풍을 토출시키는 구성요소이다.

이러한 벤투리노즐(410)은 도 2에 확대 도시된 바와 같이 반구형의 관체로 형성되어 온풍이나 냉풍이 토출되는 유로의 단면적을 배출방향으로 점점 축소시키도록 제작된다.

즉, 벤투리노즐(410)은 공기가 토출되는 유로의 단면적이 점점 좁아짐에 따라 베르누이의 원리에 의해 온풍이나 냉풍의 유속을 증가시키면서 송풍거리를 확장시킨다.

힌지축(421)은 도 2에 도시된 바와 같이 벤투리노즐(410)의 중앙을 관통하면서 하우징(100)에 고정되어 벤투리노즐(410)을 회전가능하게 결합시킨다.

즉, 벤투리노즐(410)은 힌지축(421)을 중심으로 회전하면서 토출구가 도면상 상하로 회전한다.

이러한 힌지축(421)은 하나의 축으로 구성되어 벤투리노즐(410)을 상하로 회전시키는 것으로 도면에서 도시되었으나, 이와 달리 복수로 구성되어 벤투리노즐(410)을 도면상 상하로 회전시키는 동시에 좌우로 회전시킬 수도 있다.

가압기(422)는 벤투리노즐(410)의 일단부를 가압하여 힌지축(421)을 중심으로 벤투리노즐(410)을 회전시키기 위한 구성요소이다.

구체적으로, 가압기(422)는 도 2에 확대 도시된 바와 같이 하우징(100)에 내장된 상태로 벤투리노즐(410)의 후단부에 형성된 플랜지의 일단부에 밀착되고, 미도시된 컨트롤러의 제어에 의해 길이가 신축하면서 벤투리노즐(410)을 회전시킨다.

즉, 가압기(422)는 벤투리노즐(410)의 일단부에 밀착된 상태로 길이가 신장하여 밀착부위를 가압하면서 힌지축(421)을 중심으로 벤투리노즐(410)을 회전시키며, 길이가 수축되어 가압을 회전하면서 벤투리노즐(410)의 반대방향회전을 허용한다.

이러한 가압기(422)는 예컨대, 컨트롤러의 제어에 의해 로드를 출몰시키면서 로드의 길이를 신축시키는 액추에이터나 솔레노이드 밸브 및 유/공압실린더 중 어느 하나로 구성될 수 있다.

탄성체(423)는 도 2에 확대 도시된 바와 같이 가압기(422)의 타측에 설치된 상태로 벤투리노즐(410)의 타단부에 밀착되면서 탄성력을 제공한다.

구체적으로, 탄성체(423)는 가압기(422)의 길이가 신장될 경우 수축되면서 벤투리노즐(410)의 타단부를 탄력지지하고, 가압기(422)가 수축될 경우 탄성력을 통해 신장되어 벤투리노즐(410)의 타단부를 가압하면서 벤투리노즐(410)을 회전시킨다.

즉, 탄성체(423)는 가압기(422)와 한 조를 이루면서 힌지축(421)을 중심으로 벤투리노즐(410)을 회전시킨다.

여기서, 가압기(422) 및 탄성체(423)는 힌지축(421)이 복수구성될 경우에는 복수 조를 이루면서 벤투리노즐(410)의 둘레에 설치되어 벤투리노즐(410)을 상하회전 및 좌우회전시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 천정형 팬코일 유닛에 의하면, 국소 송풍부재(400)를 구성하는 벤투리노즐(410)이 온풍이나 냉풍을 토출하면서 유로의 단면적을 축소시킴에 따라 온풍이나 냉풍의 유속이 증가하면서 송풍거리가 확장되므로 공장이나 강당 또는 체육관과 같이 대형공간의 냉난방에 적합하며, 더욱이 벤추리노즐(410)의 송풍방향이 노즐 컨트롤러(420)에 의해 제어되므로 온풍이나 냉풍을 설정된 위치로 정확하게 송풍할 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100 : 하우징
200 : 열교환기
210 : 입수관
220 : 배출관
250 : 코일관
260 : 방열핀
270 : 광촉매제
280 : 살균램프
300 : 블로워
410 : 벤투리노즐
421 : 힌지축
422 : 가압기
423 : 탄성체

Claims

냉동기 또는 보일러에서 입수관을 통해 공급되어 출수관을 통해 복귀하는 열매체의 열기 또는 냉기를 통해 열교환하면서 온풍이나 냉풍을 제공하는 팬코일 유닛으로서,
천정에 설치된 상태로 공기가 유입되는 유입구가 중앙에 형성되고, 상기 유입구의 둘레를 따라 공기가 실내로 배출되는 배출구를 가지는 하우징;
상기 하우징에 내장된 상태로 상기 입수관 및 상기 출수관에 연결되어 열매체를 순환시키면서 상기 유입구로 유입된 공기를 상기 열매체와 열교환시켜 상기 배출구에 제공하는 열교환기;
상기 하우징에 내장되어 전원에 의해 작동하면서 상기 유입구로 공기를 흡입하여 상기 배출구로 공급하는 블로워;
상기 배출구에 유동가능하게 설치되어 온풍이나 냉풍을 토출하면서 송풍방향을 설정하고, 온풍이나 냉풍이 토출되는 유로의 단면적을 축소시키면서 유속을 증가시키는 벤투리노즐;
상기 벤투리노즐을 상기 하우징에 회전가능하게 결합시키는 힌지축;
상기 하우징에 내장된 상태로 상기 벤투리노즐의 일단부에 밀착되고, 전원에 의해 길이가 신장되어 상기 벤투리노즐의 일단부를 가압하면서 상기 힌지축을 중심으로 상기 벤투리노즐을 회전시키며, 전원에 의해 길이가 수축하여 가압을 해제하면서 상기 벤투리노즐의 반대방향 회전을 허용하는 가압기; 및
상기 가압기의 타측에서 상기 하우징에 설치되어 상기 벤투리노즐의 타단부에 밀착되면서 탄성력을 제공하는 탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 천정형 팬코일 유닛.